Definición y cálculo del MTBF

Los circuitos digitales se dividen en dos grandes categorías: lógica combinacional y lógica secuencial. En la lógica combinacional, la salida es una función pura de los valores de entrada actuales (por ejemplo, un sumador). En la lógica secuencial, la salida no sólo depende de las entradas actuales, sino también de la secuencia pasada de entradas, ya que estos circuitos tienen elementos de memoria (por ejemplo, un flip-flop).

Una lanza térmica alcanza temperaturas de 3500 °C a 4500 °C, muy superiores a las de los sopletes convencionales. Este intenso calor no solo funde el material objetivo. El chorro de oxígeno puro también provoca una rápida oxidación del propio material, convirtiéndolo en parte de la fuente de combustible. Esta acción combinada de fusión y combustión le permite cortar acero, hormigón y roca de gran espesor.

El componente fundamental de la electrónica digital moderna es el transistor, concretamente el MOSFET (transistor de efecto de campo de semiconductor de óxido metálico). Funciona como un interruptor controlado electrónicamente. Al aplicar un voltaje a su terminal de compuerta, el flujo de corriente entre sus terminales de fuente y drenador puede activarse (representando un "1") o desactivarse (representando un "0"), lo que permite la implementación de puertas lógicas.

Para los sistemas reparables, el tiempo medio entre fallos (MTBF) es la suma del tiempo medio hasta el fallo (MTTF) y el tiempo medio hasta la reparación (MTTR). La fórmula es [latex]MTBF = MTTF + MTTR[/latex]. El MTTF representa el tiempo medio de funcionamiento antes de un fallo, mientras que el MTTR es el tiempo medio que se tarda en reparar el sistema. Esta distinción es fundamental para entender la disponibilidad del sistema.

Para un sistema de componentes en serie, en el que cualquier fallo individual provoca el fallo del sistema, la tasa global de fallos es la suma de las tasas individuales. El MTBF del sistema es el recíproco de esta suma: [latex]MTBF_{sistema} = (\suma_{i=1}^{n} \lambda_i)^{-1} = (1/MTBF_1 + 1/MTBF_2 + ... + 1/MTBF_n)^{-1}[/latex]. Esto implica que el MTBF del sistema siempre es menor que el MTBF del componente individual más bajo.

La curva de la bañera es un modelo gráfico que ilustra tres fases de la vida de un producto en términos de tasa de fallos. Comienza con una tasa de "mortalidad infantil" alta pero decreciente, seguida de una tasa de "vida útil" baja y constante, y concluye con una tasa de "desgaste" creciente. Los cálculos MTBF que utilizan una tasa de fallos constante ([latex]\lambda[/latex]) sólo suelen ser válidos durante la fase central de "vida útil".

Una célula solar puede modelarse mediante un circuito eléctrico equivalente. El modelo más sencillo incluye una fuente de corriente que representa la corriente fotogenerada ([latex]I_L[/latex]), en paralelo con un diodo que representa la unión p-n. Un modelo más preciso añade una resistencia en derivación paralela ([latex]R_{sh}[/latex]) para las corrientes de fuga y una resistencia en serie ([latex]R_s[/latex]) para la resistencia de los contactos y del material.

El número de Deborah es una magnitud adimensional en reología, utilizada para caracterizar la fluidez de los materiales. Es la relación entre el tiempo de relajación, que es una propiedad intrínseca del material, y la escala de tiempo característica del experimento o la observación. La fórmula es [latex]De = \frac{t_c}{t_p}[/latex], donde [latex]t_c[/latex] es el tiempo de relajación y [latex]t_p[/latex] es el tiempo de observación.

La repetibilidad evalúa la precisión en condiciones idénticas, mientras que la reproducibilidad evalúa la precisión cuando cambian una o más condiciones, como el operador, el instrumento o la ubicación. La varianza de la reproducibilidad siempre es mayor o igual que la varianza de la repetibilidad. Esta distinción es crucial para comprender la variabilidad de las mediciones, especialmente en comparaciones entre laboratorios, donde las condiciones son inherentemente diferentes.

Las salas blancas utilizan dos principios principales de flujo de aire para controlar la contaminación. El flujo turbulento (o no unidireccional) implica corrientes de aire mezcladas, adecuadas para las clases menos estrictas (ISO 6-9). El flujo laminar (o unidireccional) utiliza corrientes de aire paralelas de velocidad constante para barrer las partículas del entorno, esencial para aplicaciones de gran pureza como ISO 1-5, evitando la contaminación cruzada y garantizando la rápida eliminación de partículas.

Este método utiliza fotones de alta energía emitidos por una fuente de radioisótopos, generalmente cobalto-60, para esterilizar productos. Los rayos gamma atraviesan los materiales, creando radicales libres y causando daños irreparables al ADN microbiano, lo que provoca la muerte celular. Es un proceso en frío, adecuado para artículos sensibles al calor, y puede aplicarse a productos que ya se encuentran en su envase final sellado.

El límite de Shockley-Queisser es la máxima eficiencia teórica para una celda solar de unión pn. Considera únicamente la recombinación radiativa y las pérdidas por radiación de cuerpo negro. Para una celda de unión simple con una banda prohibida óptima de 1,34 eV bajo iluminación solar estándar (AM1.5G), la eficiencia máxima es de aproximadamente el 33,7 %. Este límite fundamental guía la investigación y el diseño de celdas solares.